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EP1187729A1 - Gerät, insbesondere schreibgerät - Google Patents

Gerät, insbesondere schreibgerät

Info

Publication number
EP1187729A1
EP1187729A1 EP00945736A EP00945736A EP1187729A1 EP 1187729 A1 EP1187729 A1 EP 1187729A1 EP 00945736 A EP00945736 A EP 00945736A EP 00945736 A EP00945736 A EP 00945736A EP 1187729 A1 EP1187729 A1 EP 1187729A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
liquid
capillary
conductor
capillarity
reservoir
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP00945736A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1187729B1 (de
Inventor
Rainer Kaufmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
EDDING AG
Original Assignee
Dataprint R Kaufmann GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dataprint R Kaufmann GmbH filed Critical Dataprint R Kaufmann GmbH
Publication of EP1187729A1 publication Critical patent/EP1187729A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1187729B1 publication Critical patent/EP1187729B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B43—WRITING OR DRAWING IMPLEMENTS; BUREAU ACCESSORIES
    • B43K—IMPLEMENTS FOR WRITING OR DRAWING
    • B43K5/00—Pens with ink reservoirs in holders, e.g. fountain-pens
    • B43K5/18—Arrangements for feeding the ink to the nibs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B43—WRITING OR DRAWING IMPLEMENTS; BUREAU ACCESSORIES
    • B43K—IMPLEMENTS FOR WRITING OR DRAWING
    • B43K8/00—Pens with writing-points other than nibs or balls
    • B43K8/003—Pen barrels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B43—WRITING OR DRAWING IMPLEMENTS; BUREAU ACCESSORIES
    • B43K—IMPLEMENTS FOR WRITING OR DRAWING
    • B43K8/00—Pens with writing-points other than nibs or balls
    • B43K8/02—Pens with writing-points other than nibs or balls with writing-points comprising fibres, felt, or similar porous or capillary material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B43—WRITING OR DRAWING IMPLEMENTS; BUREAU ACCESSORIES
    • B43K—IMPLEMENTS FOR WRITING OR DRAWING
    • B43K8/00—Pens with writing-points other than nibs or balls
    • B43K8/02—Pens with writing-points other than nibs or balls with writing-points comprising fibres, felt, or similar porous or capillary material
    • B43K8/04—Arrangements for feeding ink to writing-points
    • B43K8/06—Wick feed from within reservoir to writing-points
    • B43K8/08—Wick separate from writing-points

Definitions

  • the invention relates to a device, in particular a writing instrument, according to the preamble of claim 1.
  • the distribution of the capillaries or their uniformity over the entire length during the manufacture of the wick is difficult to set, so that the writing properties of different devices differ from one another.
  • the capillaries are evenly distributed, especially if wicks with small diameters are used, the ink flow is limited, since all capillaries of the liquid conductor, the capillarity of which does not differ significantly from that of the air inlet capillary, do not contribute to the ink flow.
  • the object of the invention is to further develop a generic device in such a way that it allows a large flow of liquid through the liquid conduit with inexpensive manufacture and also with a small diameter.
  • the capillary air inlet is not formed according to the invention by the largest capillaries of the liquid conductor, but by capillary material of the partition itself, the properties of the air inlet can be determined largely independently of those of the capillary liquid conductor if only the specified relationships between the capillarities are maintained - the. If the entire partition consists of capillary material, it is particularly easy to manufacture.
  • the claim 2 characterizes a particularly easy to manufacture embodiment, since medium capillarities can be determined in the manufacturing process of the respective materials.
  • the claim 3 characterizes a simple basic construction of the device.
  • the claim 4 is directed to an embodiment of the device such that, as is known per se, the liquid conductor, which is preferably in the form of a wick, is guided through the partition wall to the liquid supply.
  • the embodiment according to claim 5 is simplified in terms of production technology, since the formation of a hole in the partition is not necessary.
  • the advantage is achieved that the manufacture and assembly of the two functional parts wick and memory are each standardized, since both functional parts are combined into one component.
  • the device according to the invention can be used according to claims 7 and 8 not only as a writing device or applicator for other liquid media, but also as a supply device for a printhead, as used for example in an inkjet printer.
  • FIG. 1 shows a cross section through a device according to the invention
  • FIG. 2 curves for explaining the capillary properties of the various functional parts
  • FIG. 3 a view similar to FIG. 1 of a modified embodiment of a device and FIG. 4 a further embodiment of the device.
  • a writing instrument has an overall cylindrical housing 2, the interior of which is divided by a partition 4 into a liquid chamber 6 and a further chamber 8. At its left end according to FIG. 1, the housing 2 tapers conically and ends in a cylindrical extension 10.
  • An application element 12 is accommodated in a through opening of the cylindrical extension 10 and is formed, for example, by a writing tip, a drawing tip or a brush.
  • the partition 4 has a through-opening 14 which is completely filled by a capillary liquid conductor 16 designed as a wick, which extends as far as the application element 12 and supplies liquid from the liquid chamber 6.
  • a capillary reservoir 18 is accommodated in the chamber 8, which is designed, for example, as a cylinder with a through-channel 20 through which the liquid conductor 16 leads.
  • the dimensioning is such that the material of the liquid conductor 16 is at least in partial areas in direct contact with the material of the reservoir 18.
  • the capillary memory can be held mechanically within the chamber 8 via approaches, not shown.
  • an air duct 22 leads through the extension 10.
  • the capillary storage 18 is designed such that the air can flow past it through the chamber 8 to the partition 4, which consists of capillary material.
  • FIG. 2 shows three curves A, B and C, which indicate the percentage distribution of the capillarities for the liquid conductor 16 (curve A), the material of the partition 4 (curve B) and the capillary reservoir (curve C).
  • the capillarity increases, i.e. the rise up to which a liquid penetrates the respective capillary increases.
  • the height of rise is determined both by the dimensioning, i.e. especially given the diameter of the capillaries, as well as by the adhesion between the liquid and the material.
  • Point I indicates the smallest capillarity of the capillary material of the partition 4 and point II indicates the smallest capillarity of the material of the liquid conductor 16. With the same materials, the capillarity decreases with increasing diameter of the capillaries.
  • the smallest capillarity I of the partition 4 which forms part of the ventilation path, is greater than the capillarity of the predominant part of the capillary reservoir 18 (curve C). Otherwise the accumulator would be soaked up with liquid. It is also important that the smallest capillarity I is smaller than the smallest capillarity of the liquid conductor 16; otherwise the area of the liquid conductor with the smallest capillarity would serve as an air inlet.
  • the average capillarity of the liquid conductor in the case of a symmetrical distribution, approximately the apex of curve A
  • that of the partition apex of curve B
  • the average capillarity of the capillary reservoir 18 (Curve C).
  • the fact that the liquid does not run downwards from the vertically held writing instrument lies in the fact that a negative pressure is created in the liquid chamber 6, the size of which is determined by the capillarity of the capillaries of the dividing wall 4 and which, if properly coordinated, must be such that it weighs withstands the liquid column from the upper level of the liquid in the liquid chamber 6 to the lower end of the application element 12.
  • the capillaries with large capillarity of the partition 4 are filled with liquid.
  • the capillary memory 18 thus remains at least largely empty.
  • the negative pressure in the liquid chamber 6 drops, as a result of which the capillaries of the capillary memory 18 fill with liquid to the extent that they are able to counteract the decreasing negative pressure in the liquid chamber 6 due to the capillary forces.
  • the negative pressure in the liquid chamber 6 increases again, so that the process comes to a standstill without liquid escaping from the application element 12. If the temperature increases again or the ambient pressure increases, the process is reversed; the rising negative pressure in the liquid chamber 6 sucks the capillary liquid reservoir 18 empty.
  • the partition 4 does not have to consist entirely of capillary material, but can, for example, only consist of capillary material in an area passing through it.
  • the capillaries in the partition 4 as well as in the capillary liquid storage do not necessarily have to be formed by the fact that the material as a whole is porous or capillary; they can also be formed by defined slots which in the case of the partition 4 extend from the chamber 8 into the chamber 6 through the partition or in the case of the capillary reservoir 18 are in direct contact with the capillaries of the liquid conductor 16.
  • the ventilation path does not necessarily have to lead through the chamber 8 and the partition 4. It can also be formed by a region made of capillary material in another wall region of the chamber 6.
  • the hole 14 which is completely filled by the liquid conductor 16 does not necessarily have to be formed in the partition 4.
  • the invention achieves simple manufacture of the writing instrument in a well-defined quality by the material of the liquid conductor 16, the writing security (full suction due to sufficiently high capillarity and sufficiently low forward resistance) regardless of the material of the partition 4, which is a determining factor in the writing speed and can be selected independently of the material of the capillary memory 18, which guarantees security against leakage in the event of pressure fluctuations.
  • the materials can be selected in such a way that there are very sharp distribution functions which lead to the three curves A, B, C not overlapping. Functional reliability is guaranteed even with small diameter, easy-to-use writing instruments.
  • FIG. 3 shows an embodiment of the device with a very large-volume liquid chamber 6 and an application element 24, such as is used in an ink jet printer, for example, as a print head which is formed with nozzles at the front and is controlled via electrical lines 26.
  • the liquid conductor 16 leads directly into the application element 24. Otherwise, the function of the device of FIG. 3 corresponds to FIG. 1.
  • the same reference numerals designate functionally identical components.
  • FIG. 4 shows a further, modified embodiment of a writing instrument.
  • the same components are designated with the same reference numerals for the above-described embodiments.
  • the partition 25 is designed without a through opening and that the liquid conductor and the capillary reservoir are combined to form an integral component 26 which is directly attached to its rear side the capillary material of the partition 25 is applied and with the front of which the application element 12 is connected.
  • the component 26 made of capillary material is fitted into the housing 2 such that it securely abuts the partition 25, with at least one air duct 28 remaining free along the outer circumference of the component 26, which can be extended in a section 30 which runs parallel to the surface of the partition 25.
  • the capillarities of the material of the partition wall 25 and of the component 26 are chosen in accordance with those of FIG. 2 with regard to the functions performed by the aforementioned parts, that is to say the partition wall 25 comprises both capillaries which correspond to the liquid conductor (curve A) and Capillaries that correspond to the air inlet (curve B).
  • the partition wall 25 comprises both capillaries which correspond to the liquid conductor (curve A) and Capillaries that correspond to the air inlet (curve B).
  • the component comprises 26 capillaries according to curve C (reservoir) and curve A (liquid conductor). It goes without saying that curve C can overlap curve A here.
  • capillaries which correspond to curve A i. H. Capillaries with high capillarity, which form the liquid conductor.
  • the capillaries with a large capillarity of the component 26 soak up liquid through the capillaries with a large capillarity of the partition wall 25 and form the liquid conductor which connects the application element 12 to the liquid supply.
  • the section 30 of the air duct 28 borders on regions of the partition wall 25, the smallest capillarity of which lies in the region of the curve B, i. H. that form the air inlet capillaries.
  • the material of the component 26 has a distribution of the capillaries, which covers the curves C and B (FIG. 2) or corresponds to their union, and that the material of the partition wall 25 has a distribution of the capillarities that overlap - The curve A and B or their union corresponds.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Pens And Brushes (AREA)

Abstract

Ein Gerät, insbesondere Schreibgerät, zum Auftragen von Flüssigkeit auf eine Unterlage mittels eines Auftragselements (12), enthält eine Flüssigkeitskammer (6) zur Aufnahme eines Flüssigkeitsvorrats, einen kapillaren Flüssigkeitsleiter (16) zum Versorgen des Auftragselements (12) mit Flüssigkeit, einen kapillaren Speicher (18) zur zeitweiligen Aufnahme von Flüssigkeit bei einer Änderung des Luftdrucks und/oder der Temperatur, der den Flüssigkeitsleiter (16) ausserhalb der Flüssigkeitskammer unmittelbar berührt, und einen zumindest teilweise durch kapillares Material (4) führenden Belüftungspfad (22, 4), durch den hindurch bei einer Abnahme des in der Flüssigkeitskammer aufgenommenen Flüssigkeitsvolumens Luft in die Flüssigkeitskammer strömt. Die Kapillaritäten des Flüssigkeitsleiters grösser sind als die des kapillaren Materials des Belüftungspfades und die Kapillaritäten des Speichers sind kleiner als die des kapillaren Materials des Lufteinlasses. Zumindest ein Teil (4) einer Wandung (2, 4) der Flüssigkeitskammer (16) besteht aus kapillarem Material und bildet einen Teil des Belüftungspfades (22, 4). Die kleinste Kapillarität des kapillaren Materials des Belüftungspfades ist grösser als die des überwiegenden Teils des Speichers (18) und kleiner als die kleinste Kapillarität des Flüssigkeitsleiters (16).

Description

Gerät, insbesondere Schreibgerät
Die Erfindung betrifft ein Gerät, insbesondere Schreibgerät, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei einem bekannten gattungsgemäßen Schreibgerät (DE 4115685C2) ist das kapillare Material des Belüftungspfades durch die größten Kapillaren des Flüs- sigkeitsleiters gebildet. Dies stößt in der Praxis auf einige Probleme:
Zum einen ist insbesondere, wenn als Flüssigkeitsleiter ein kapillarer Docht verwendet wird, die Verteilung der Kapillaren bzw. deren Gleichmäßigkeit über die gesamte Länge bei der Herstellung des Dochtes nur schwer einstellbar, so dass die Schreibeigenschaften unterschiedlicher Geräte sich voneinander unterscheiden. Zum anderen ist bei gleichmäßiger Verteilung der Kapillaren, insbesondere, wenn Dochte mit kleinen Durchmessern verwendet werden, der Tinten- fluss begrenzt, da alle Kapillaren des Flüssigkeitsleiters, deren Kapillarität sich nicht wesentlich von der der Lufteinlasskapillare unterscheidet, zum Tintenfluss nicht beitragen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Gerät dahingehend weiterzuentwickeln, dass es bei kostengünstiger Herstellbarkeit und auch bei im Durchmesser kleiner Ausbildung einen großen Flüssigkeitsdurchfluss durch den Flüssigkeitsleiter zulässt.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Dadurch, dass der kapillare Lufteinlass erfindungsgemäß nicht durch die größten Kapillaren des Flüssigkeitsleiters gebildet ist, sondern durch kapillares Material der Trennwand selbst, können die Eigenschaften des Lufteinlasses weitgehend unabhängig von denen des kapillaren Flüssigkeitsieiters festgelegt werden, wenn nur die vorgegebenen Beziehungen zwischen den Kapillaritäten eingehalten wer- den. Wenn die gesamte Trennwand aus kapillarem Material besteht, ist deren Herstellung besonders einfach.
Die Unteransprüche sind auf vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbil- düngen des erfindungsgemäßen Gerätes gerichtet.
Der Anspruch 2 kennzeichnet eine besonders einfach herstellbare Ausführungsform, da mittlere Kapillaritäten im Herstellprozess der jeweiligen Materialien festgelegt werden können.
Der Anspruch 3 kennzeichnet eine einfache Grundkonstruktion des Gerätes.
Der Anspruch 4 ist auf eine Ausführungsform des Gerätes derart gerichtet, dass, wie an sich bekannt, der vorzugsweise als Docht ausgebildete Flüssigkeitsleiter durch die Trennwand hindurch zum Flüssigkeitsvorrat geführt ist.
Die Ausführungsform gemäß Anspruch 5 ist herstellungstechnisch vereinfacht, da die Ausbildung eines Loches in der Trennwand nicht erforderlich ist.
Mit den Merkmalen des Anspruchs 6 wird der Vorteil erzielt, dass die Herstellung und die Montage der beiden Funktionsteile Docht und Speicher jeweils vereinheitlicht sind, da beide Funktionsteile zu einem Bauteil vereint sind.
Das erfindungsgemäße Gerät kann gemäß den Ansprüchen 7 und 8 nicht nur als Schreibgerät oder Auftragsgerät für sonstige flüssige Medien verwendet werden, sondern auch als Versorgungseinrichtung für einen Druckkopf, wie er beispielsweise bei einem Tintenstrahldrucker verwendet wird.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand schematischer Zeichnungen beispiels- weise und mit weiteren Einzelheiten erläutert. Es stellen dar:
Fig. 1 einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Gerät, Fig. 2 Kurven zur Erläuterung der kapillaren Eigenschaften der verschiedenen Funktionsteile,
Fig. 3 eine der Fig. 1 ähnliche Ansicht einer abgeänderten Ausführungsform eines Gerätes und Fig. 4 eine weitere Ausführungsform des Gerätes.
Gemäß Fig. 1 weist ein Schreibgerät ein insgesamt zylindrisches Gehäuse 2 auf, dessen Inneres durch eine Trennwand 4 in eine Flüssigkeitskammer 6 und eine weitere Kammer 8 unterteilt ist. An seinem gemäß Fig. 1 linken Ende läuft das Gehäuse 2 konisch zu und endet in einem zylindrischen Ansatz 10. In einer Durchgangsöffnung des zylindrisches Ansatzes 10 ist ein Auftragselement 12 aufgenommen, das beispielsweise durch eine Schreibspitze, Malspitze oder durch einen Pinsel gebildet ist.
Die Trennwand 4 weist eine Durchgangsöffnung 14 auf, die von einem als Docht ausgebildeten, kapillaren Flüssigkeitsleiter 16 voll ausgefüllt wird, der bis zu dem Auftragselement 12 reicht und diesem aus der Flüssigkeitskammer 6 Flüssigkeit zuführt.
In der Kammer 8 ist ein kapillarer Speicher 18 aufgenommen, der beispielsweise als Zylinder mit einem Durchgangskanal 20 ausgebildet ist, durch den hindurch der Flüssigkeitsleiter 16 führt. Die Dimensionierung ist derart, dass das Material des Flüssigkeitsleiters 16 zumindest in Teilbereichen unmittelbar in Berührung mit dem Material des Speichers 18 ist.
Der kapillare Speicher kann innerhalb der Kammer 8 mechanisch über nicht dargestellte Ansätze gehalten sein. Zur Belüftung der Flüssigkeitskammer 6 führt ein Luftkanal 22 durch den Ansatz 10 hindurch. Der kapillare Speicher 18 ist derart ausgebildet, dass die Luft an ihm vorbei durch die Kammer 8 hindurch bis zur Trennwand 4 strömen kann, die aus kapillarem Material besteht.
Fig. 2 zeigt drei Kurven A, B und C, die die prozentuale Verteilung der Kapillaritäten für den Flüssigkeitsleiter 16 (Kurve A), das Material der Trennwand 4 (Kurve B) und den kapillaren Speicher (Kurve C) angeben. In der Richtung gemäß Fig. 2 nach rechts steigt die Kapillarität an, d.h. die Steighöhe, bis zu der eine Flüssigkeit in die jeweilige Kapillare eindringt, nimmt zu. Die Steighöhe ist sowohl durch die Dimensionierung, d.h. insbesondere den Durchmesser der Kapillaren, gegeben, als auch durch die Adhäsion zwischen der Flüssigkeit und dem Material. Punkt I gibt die kleinste Kapillarität des kapillaren Materials der Trennwand 4 an und Punkt II bezeichnet die kleinste Kapillarität des Materials des Flüssigkeitsleiters 16. Bei gleichen Materialien nimmt die Kapillarität mit zunehmendem Durchmesser der Kapillaren ab.
Für eine einwandfreie Funktion des Gerätes ist erforderlich, dass die kleinste Kapillarität I der Trennwand 4, die einen Teil des Belüftungspfades bildet, größer ist als die Kapillarität des überwiegenden Teils des kapillaren Speichers 18 (Kurve C). Andernfalls würde sich der Speicher mit Flüssigkeit vollsaugen. Weiterhin ist wichtig, dass die kleinste Kapillarität I kleiner ist als die kleinste Kapillarität des Flüssigkeitsleiters 16; andernfalls würde der Bereich des Flüssigkeitsleiters mit der kleinsten Kapillarität als Lufteinlass dienen.
Vorteilhaft ist, wenn, wie im dargestellten Beispiel, die mittlere Kapillarität des Flüssigkeitsleiters (bei symmetrischer Verteilung etwa der Scheitelpunkt der Kurve A) größer ist als die der Trennwand (Scheitelpunkt der Kurve B), die wiederum größer als die mittlere Kapillarität des kapillaren Speichers 18 (Kurve C). Infolge nicht völliger Homogenität des jeweiligen Materials ergeben sich Verteilungen der Kapillarität, die mehr oder weniger scharf sind. Die Funktion des Schreibgerätes ist Folgende:
Sei angenommen, dass das Schreibgerät der Fig. 1 mit nach unten zeigender Schreibspitze 12 gehalten wird. Solange das Schreibgerät nicht leer geschrieben ist, steht über der Trennwand 4 Flüssigkeit. Zunächst saugen sich die kleinsten Kapillaren des Flüssigkeitsleiters 16 infolge der Kapillarität mit Flüssigkeit voll. Dies kann nur geschehen, wenn in der Trennwand 4 größere Kapillaren bzw. Kapillaren mit geringerer Kapillarität vorhanden sind, durch die hindurch Luft in die Flüssigkeitskammer 6 eindringen kann. Wenn der Flüssigkeitsleiter ausschließ- lieh Kapillaren aufweist, deren Kapillarität größer ist als die der Trennwand 4, saugt er sich vollständig mit Flüssigkeit voll. Dass die Flüssigkeit nicht nach unten aus dem senkrecht gehaltenen Schreibgerät ausläuft, liegt darin, dass in der Flüssigkeitskammer 6 ein Unterdruck entsteht, dessen Größe durch die Kapillarität der Kapillaren der Trennwand 4 bestimmt wird und der bei richtiger Abstimmung derart sein muss, dass er dem Gewicht der Flüssigkeitssäule vom oberen Pegel der Flüssigkeit in der Flüssigkeitskammer 6 bis zum unteren Ende des Auftragselements 12 standhält. Je nach den Druckverhältnissen sind auch die Kapillaren mit großer Kapillarität der Trennwand 4 mit Flüssigkeit gefüllt.
Wenn das Material des kapillaren Speichers 18 in Berührung mit der vom Flüssigkeitsleiter 16 aufgenommenen Flüssigkeit kommt, so saugen sich nur diejenigen Kapillaren des kapillaren Speichers 18 mit Flüssigkeit voll, die in der Lage sind, die größte Kapillare der Trennwand 4 (deren Bereich mit geringster Kapillarität) "leer" zu saugen und an deren Berührstelle zur Flüssigkeit in der Flüssig- keitskammer 6 eine Luftblase zu bilden.
Bei den in Fig. 2 dargestellten Verhältnissen bleibt somit der kapillare Speicher 18 zumindest weitgehend leer.
Wird mit dem Schreibgerät geschrieben, so wird infolge der Adhäsion zwischen dem Auftragseiement 12 und einer Unterlage, über die das Auftragselement 12 geführt wird, Flüssigkeit durch den Flüssigkeitsleiter 16 transportiert. Durch die größte Kapillare der Trennwand 4 strömt entsprechend Luft nach.
Wird das Schreibgerät beispielsweise erwärmt oder sinkt der Umgebungsdruck, so sinkt der Unterdruck in der Flüssigkeitskammer 6, wodurch sich die Kapillaren des kapillaren Speichers 18 so weit mit Flüssigkeit füllen, als sie in der Lage sind, diese Flüssigkeit gegen den abnehmenden Unterdruck in der Flüssigkeitskammer 6 infolge der Kapillarkräfte aufzusaugen. Der Unterdruck in der Flüssigkeitskammer 6 nimmt wieder zu, so dass der Vorgang zum Stillstand kommt, ohne dass Flüssigkeit aus dem Auftragselement 12 austritt. Nimmt die Temperatur wieder ab oder der Umgebungsdruck zu, kehrt sich der Vorgang um; der steigende Unterdruck in der Flüssigkeitskammer 6 saugt den kapillaren Flüssigkeitsspeicher 18 leer.
Das beschriebene Gerät kann in vielfältiger Weise abgeändert werden. Beispielsweise muss die Trennwand 4 nicht vollständig aus Kapillarmaterial bestehen, sondern kann beispielsweise nur in einem durch sie hindurchführenden Bereich aus Kapillarmaterial bestehen. Die Kapillaren sowohl in der Trennwand 4 als auch in dem kapillaren Flüssigkeitsspeicher müssen nicht notwendigerweise dadurch gebildet sein, dass das Material insgesamt porös oder kapillar ist; sie können auch durch definierte Schlitze gebildet sein, die im Falle der Trennwand 4 von der Kammer 8 in die Kammer 6 durch die Trennwand hindurchreichen oder im Falle des kapillaren Speichers 18 in unmittelbarer Berührung mit den Kapillaren des Flüssigkeitsleiters 16 sind. Der Belüftungspfad muss nicht notwendiger- weise durch die Kammer 8 und die Trennwand 4 hindurch führen. Er kann auch durch einen in einem anderen Wandbereich der Kammer 6 ausgebildeten Bereich aus kapillarem Material gebildet sein. Auch das von dem Flüssigkeitsleiter 16 voll ausgefüllte Loch 14 muss nicht notwendigerweise in der Trennwand 4 ausgebildet sein.
Insgesamt wird mit der Erfindung eine einfache Herstellbarkeit des Schreibgerätes in wohldefinierter Qualität erreicht, indem das Material des Flüssigkeits- leiters 16, das Schreibsicherheit (Vollsaugen durch genügend hohe Kapillarität sowie ausreichend geringer Durchlasswiderstand) unabhängig vom Material der Trennwand 4, das mitbestimmend für die Schreibgeschwindigkeit ist, und unabhängig vom Material des kapillaren Speichers 18 gewählt werden kann, der Aus- iaufsicherheit bei Druckschwankungen garantiert. Im Extremfall können die Materialien derart gewählt werden, dass sehr scharfe Verteilungsfunktionen vorliegen, die dazu führen, dass sich die drei Kurven A, B, C nicht überlappen. Auch bei im Durchmesser kleinen, gut handhabbaren Schreibgeräten ist Funktionssicherheit garantiert.
Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform des Gerätes mit sehr großvolumiger Flüssigkeitskammer 6 und einem Auftragselement 24, wie es beispielsweise als vorne mit Düsen ausgebildeter und über elektrische Leitungen 26 angesteuerter Druckkopf in einem Tintenstrahldrucker verwendet wird. Der Fiüssigkeitsleiter 16 führt unmittelbar in das Auftragselement 24 hinein. Ansonsten entspricht die Funktion des Gerätes der Fig. 3 der Fig. 1. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen funktionsgleiche Bauteile.
Figur 4 zeigt eine weitere, abgeänderte Ausführungsform eines Schreibgerätes. Dabei sind für mit den vorstehend geschilderten Ausführungsformen gleiche Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Der wesentliche Unterschied zwischen der Ausführungsform gemäß Fig. 4 und den vorstehend geschilderten Ausführungsformen liegt darin, dass die Trenn- wand 25 ohne Durchgangsöffnung ausgebildet ist und dass der Flüssigkeitsleiter und der kapillare Speicher zu einem integralen Bauteil 26 zusammengefasst sind, das mit seiner Rückseite unmittelbar an dem kapillaren Material der Trennwand 25 anliegt und mit dessen Vorderseite das Auftragselement 12 verbunden ist. Das aus kapillarem Material bestehende Bauteil 26 ist in das Gehäuse 2 der- art eingepasst, dass es sicher unmittelbar an der Trennwand 25 anliegt, wobei längs des Außenumfangs des Bauteils 26 wenigstens ein Luftkanal 28 freibleibt, der in einem Abschnitt 30 verlängert sein kann, der parallel zur Oberfläche der Trennwand 25 verläuft.
Die Kapillaritäten des Materials der Trennwand 25 und des Bauteils 26 sind im Hinblick auf die von den genannten Teilen übernommenen Funktionen denen der Fig. 2 entsprechend gewählt, das heißt, die Trennwand 25 umfasst sowohl Kapillaren, die dem Flüssigkeitsleiter (Kurve A) entsprechen, und Kapillaren, die dem Lufteinlass (Kurve B) entsprechen. Dies ist deshalb erforderlich, weil die Flüssigkeit im vorliegenden Ausführungsbeispiel unmittelbarer durch die Trennwand 25 hindurch in das Bauteil 26 gelangen muss, das sowohl die Funktion des Flüssigkeitsleiters als auch die Funktion des zeitweiligen Speichers übernimmt. Entsprechend umfasst das Bauteil 26 Kapillaren gemäß der Kurve C (Speicher) und der Kurve A (Flüssigkeitsleiter). Es versteht sich, das die Kurve C dabei die Kurve A überlappen kann.
Wesentlich ist, dass in dem Bereich, in dem das Bauteil 26 unmittelbar an der Trennwand 25 anliegt, Kapillaren vorhanden sind, die der Kurve A entsprechen, d. h. Kapillaren mit großer Kapillarität, die den Flüssigkeitsleiter bilden. Auf diese Weise saugen sich die Kapillaren mit großer Kapillarität des Bauteils 26 durch die Kapillaren mit großer Kapillarität der Trennwand 25 hindurch mit Flüssigkeit voll und bilden den Flüssigkeitsleiter, der das Auftragselement 12 mit dem Flüssigkeitsvorrat verbindet. Der Abschnitt 30 des Luftkanals 28 grenzt an Bereiche der Trennwand 25, deren kleinste Kapillarität im Bereich der Kurve B liegt, d. h. die die Lufteinlasskapillaren bilden. Wesentlich ist weiter, dass das Material des Bauteils 26 eine Verteilung der Kapillaren aufweist, die die Kurven C und B (Fig. 2) überdeckt bzw. deren Vereinigung entspricht, und dass das Material der Trennwand 25 eine Verteilung der Kapillaritäten aufweist, die einer Überdek- kung der Kurven A und B bzw. deren Vereinigung entspricht.
Es versteht sich, dass auch bei den Ausführungsformen gemäß dem Fig. 1 und 3 anstelle der beiden unabhängig voneinander hergestellten Bauteile Flüssigkeitsleiter und kapillarer Speicher ein integriertes Bauteil verwendet werden kann, das die beiden Funktionen ineinander vereint. Die Trennwand 25 der Ausführungsform gemäß Fig. 4 könnte auch bei dem Gerät gemäß Fig. 1 und 3 verwendet werden, wobei der Flüssigkeitsleiter dann unmittelbar an der Trennwand anliegt.
Bezuqszeichenliste
2 Gehäuse
4 Trennwand
5 6 Flüssigkeitskammer
8 weitere Kammer
10 Ansatz
12 Auftragselement
14 Durchgangsöffnung
10 16 Flüssigkeitsleiter
18 kapillarer Speicher
20 Durchgangskanal
22 Luftkanal
24 Druckkopf
15 25 Trennwand
26 Bauteil
28 Luftkanal
30 Abschnitt
20

Claims

Patentansprüche:
1. Gerät, insbesondere Schreibgerät, zum Auftragen von Flüssigkeit auf eine Unterlage mittels eines Auftragselements (12; 25), enthaltend: eine Flüssigkeitskammer (6) zur Aufnahme eines Flüssigkeitsvorrats, einen kapillaren Flüssigkeitsleiter (16; 25, 26) zum Versorgen des Auftragselements (12; 25) mit Flüssigkeit, einen kapillaren Speicher (18; 26) zur zeitweiligen Aufnahme von Flüssigkeit bei einer Änderung des Luftdrucks und/oder der Temperatur, der den Flüssigkeits- leiter (16; 25, 26) außerhalb der Flüssigkeitskammer unmittelbar berührt, und einen zumindest teilweise durch kapillares Material (4; 25) führenden Belüftungspfad (22, 4; 22, 28, 25), durch den hindurch bei einer Abnahme des in der Flüssigkeitskammer aufgenommenen Flüssigkeitsvolumens Luft in die Flüssigkeitskammer strömt, wobei Kapillaritäten des Flüssigkeitsleiters größer sind als die des kapillaren Materials des Belüftungspfades und Kapillaritäten des Speichers kleiner sind als die des kapillaren Materials des Belüftungspfades, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil (4) einer Wandung (2, 4; 25) der Flüssigkeitskammer (16) aus kapillarem Material besteht und einen Teil des Belüftungspfades (22, 4; 22, 28, 25) bildet und die kleinste Kapillarität des kapillaren Materials des Belüftungspfades größer ist als die des überwiegenden Teils des Speichers (18; 26) und kleiner ist als die kleinste Kapillarität des Flüssigkeitsleiters (16; 25, 26).
2. Gerät nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die mittlere Kapillarität des Flüssigkeitsleiters (16; 25, 26) größer und die mittlere Kapillarität des kapillaren Speichers (18; 26) kleiner ist als die mittlere Kapillarität des kapillaren Materials (4; 25) des zum Belüftungspfad (22, 4; 22, 28, 25) gehörenden Teils der Wandung der Flüssigkeitskammer (6).
3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gehäuse (2) des Gerätes durch eine zumindest teilweise aus dem zu dem Belüftungspfad gehörenden kapillaren Material bestehenden Trennwand (4; 25) in zwei Kammern (6, 8) unterteilt ist, deren eine die Flüssigkeitskammer bildet und deren andere den kapillaren Speicher (18, 28) aufnimmt und von dem kapillaren Flüssigkeitsleiter (16, 26) durchquert wird.
4. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand (4) eine Öffnung (14) aufweist, durch die hindurch der Flüssigkeitsleiter (6) unter unmittelbarer Anlage am Öffnungsrand hindurchgeführt ist.
5. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeitsleiter (28) unmittelbar an einem aus kapillarem Material bestehenden Bereich der Trennwand (25) anliegt, wobei eine Kapillarität dieses Bereiches entsprechend der des Flüssigkeitsleiters festgelegt ist.
6. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeitsleiter und der Speicher als ein integrales Bauteil (26) ausgebildet sind.
7. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Auftragselement (12) durch eine Schreibspitze, Malspitze oder einen Pinsel gebildet ist.
8. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Auftragselement ein Druckkopf (24) eines Druckers ist.
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